近日，我室量子物理與量子信息研究部杜江峰教授領導的課題組首次提出了基于絕熱量子計算的質因子分解算法，并成功地在實驗中用該算法實現了迄今為止最大的數字分解。這一研究成果發表在11月28日出版的國際物理學期刊《物理評論快報》上[PHYSICAL REVIEW LETTERS 101, 220405 (2008)]。審稿人認為，這一研究是量子計算的重要進展。
絕熱量子計算是量子計算領域的新模式，傳統的量子計算模式基于離散的量子邏輯門來實現，而絕熱量子計算通過連續變化的哈密頓量來驅使系統演化到特定的狀態，從而得到問題的答案。絕熱量子計算特別適合處理組合優化問題，同時它的抗退相干的能力十分突出，具有強的容錯能力，因此有著重要的應用前景，受到了學術界的普遍重視，甚至得到了工業界人士的關注。
基于傳統的量子計算模式的量子Shor算法可以快速分解出大數的質因子，使得量子計算機能夠破解目前廣泛使用的密碼如RSA公鑰加密系統。但Shor算法使用了大量的計算資源以至于很難在實驗上實現，迄今為止實驗上使用Shor算法分解的最大數是15。杜江峰課題組首次提出了用于大數分解的絕熱量子算法，并利用該新算法首次在實驗上實現了21的分解，所使用的量子比特數不到Shor算法分解15所使用的比特數的一半， 而且實驗中分解時間更快。杜江峰教授介紹，盡管無法嚴格證明新算法的時間復雜度，在有限的數值模擬中新算法有著與Shor算法類似的效率。
另外，絕熱量子計算的直接物理依據是量子力學中的絕熱定理。因此對絕熱量子算法的研究依賴于絕熱定理的成立條件。2004年，加拿大的研究小組在《物理評論快報》上發表文章對絕熱定理自洽性提出了質疑，從而引發了一系列的相關的理論探索。在這種對基本定理存在爭議的情況下，實驗的研究無疑是最有說服力的。因此杜江峰課題組通過控制磁場中的核自旋的演化，首次在實驗上發現了絕熱定理成立條件的非充分必要性，相關研究成果發表在今年8月8日出版的《物理評論快報》上[PHYSICAL REVIEW LETTERS 101, 060403 (2008)]。
在科技部、國家基金委和中國科學院的大力支持下，杜江峰領導的課題組取得的這一系列成果，標志著我室在量子信息科學的研究領域已處于世界同類工作的前列。